एरोबिक श्वसन विशेषताओं, चरणों और जीवों

एरोबिक श्वसन या एरोबिक एक जैविक प्रक्रिया है जिसमें कार्बनिक अणुओं से ऊर्जा प्राप्त करना शामिल है - मुख्य रूप से ग्लूकोज - ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से, जहां इलेक्ट्रॉनों का अंतिम स्वीकर्ता ऑक्सीजन होता है.

यह प्रक्रिया बहुत सारे कार्बनिक प्राणियों में मौजूद है, विशेष रूप से यूकेरियोट्स। सभी जानवर, पौधे और कवक सांस लेते हैं। इसके अतिरिक्त, कुछ बैक्टीरिया एक एरोबिक चयापचय का प्रदर्शन भी करते हैं.

सामान्य तौर पर, ग्लूकोज अणु से ऊर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया को ग्लाइकोलाइसिस में विभाजित किया जाता है (यह कदम एरोबिक और एनारोबिक दोनों मार्गों में आम है), क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला.

एरोबिक श्वसन की अवधारणा अवायवीय श्वसन के विरोध में है। उत्तरार्द्ध में, अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता ऑक्सीजन के अलावा एक अन्य अकार्बनिक पदार्थ है। यह कुछ प्रोकैरियोट्स के लिए विशिष्ट है.

सूची

• 1 ऑक्सीजन क्या है?
• २ श्वास के लक्षण
• 3 प्रक्रियाएं (चरण)
  • 3.1 ग्लूकोलिसिस
  • ३.२ क्रेब्स चक्र
  • 3.3 क्रेब्स चक्र का सारांश
  • 3.4 इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला
  • ट्रांसपोर्टर अणुओं की 3.5 कक्षाएं
• एरोबिक श्वसन के साथ 4 जीव
• अवायवीय श्वसन के साथ 5 अंतर
• 6 संदर्भ

ऑक्सीजन क्या है?

एरोबिक श्वसन की प्रक्रिया पर चर्चा करने से पहले, ऑक्सीजन अणु के कुछ पहलुओं को जानना आवश्यक है.

यह एक रासायनिक तत्व है जिसे ओ अक्षर के साथ आवर्त सारणी में दर्शाया गया है, और परमाणु संख्या 8. तापमान और दबाव की मानक स्थितियों के तहत, ऑक्सीजन जोड़े में बांधने के लिए जाता है, जिससे डाइऑक्सीजन अणु में वृद्धि होती है.

दो परमाणुओं द्वारा निर्मित यह गैस ऑक्सीजन है, जिसमें रंग, गंध या स्वाद का अभाव है, और सूत्र O द्वारा दर्शाया गया है₂. वायुमंडल में, यह एक प्रमुख घटक है, और पृथ्वी पर जीवन के अधिकांश रूपों को बनाए रखना आवश्यक है.

ऑक्सीजन की गैसीय प्रकृति के लिए धन्यवाद, अणु स्वतंत्र रूप से कोशिका झिल्ली को पार करने में सक्षम है - बाहरी झिल्ली जो कोशिका को बाह्य वातावरण से अलग करती है, और इन में माइटोकॉन्ड्रिया.

श्वसन की विशेषताएँ

कोशिकाएं उन अणुओं का उपयोग करती हैं जिन्हें हम अपने आहार के माध्यम से श्वसन "ईंधन" के रूप में लेते हैं।.

सेलुलर श्वसन ऊर्जा उत्पन्न करने की प्रक्रिया है, एटीपी अणुओं के रूप में, जहां अणुओं को अवक्रमित किया जाना है और इलेक्ट्रॉनों का अंतिम स्वीकर्ता, ज्यादातर मामलों में, एक अकार्बनिक अणु है.

एक आवश्यक विशेषता जो सांस लेने की प्रक्रियाओं को पूरा करने की अनुमति देती है वह एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला की उपस्थिति है। एरोबिक श्वसन में, इलेक्ट्रॉनों का अंतिम स्वीकारकर्ता ऑक्सीजन अणु है.

सामान्य परिस्थितियों में, ये "ईंधन" कार्बोहाइड्रेट या कार्बोहाइड्रेट और वसा या लिपिड हैं। जैसा कि भोजन की कमी के कारण शरीर अनिश्चित परिस्थितियों में प्रवेश करता है, यह अपनी ऊर्जावान मांगों को पूरा करने के लिए प्रोटीन का उपयोग करने का संकल्प करता है.

श्वसन शब्द रोजमर्रा की जिंदगी में हमारी शब्दावली का हिस्सा है। हमारे फेफड़ों में हवा लेने के कार्य के लिए, साँस छोड़ते और साँस के निरंतर चक्रों में हम इसे श्वास कहते हैं.

हालांकि, जैविक विज्ञान के औपचारिक संदर्भ में, इस क्रिया को वेंटिलेशन शब्द द्वारा नामित किया गया है। इस प्रकार, श्वसन शब्द का उपयोग सेलुलर स्तर पर होने वाली प्रक्रियाओं को संदर्भित करने के लिए किया जाता है.

प्रक्रियाएं (चरण)

एरोबिक श्वसन के चरणों में कार्बनिक अणुओं से ऊर्जा निकालने के लिए आवश्यक कदम शामिल हैं - इस मामले में हम एक श्वसन ईंधन के रूप में ग्लूकोज अणु के मामले का वर्णन करेंगे - जब तक कि ऑक्सीजन स्वीकर्ता तक नहीं पहुंच जाता.

यह जटिल चयापचय मार्ग ग्लाइकोलिसिस, क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में विभाजित है:

ग्लाइकोलाइसिस

ग्लूकोज मोनोमर के क्षरण के लिए पहला कदम ग्लाइकोलाइसिस है, जिसे ग्लाइकोलाइसिस भी कहा जाता है। इस कदम को सीधे ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं है, और लगभग सभी जीवित प्राणियों में मौजूद है.

इस चयापचय पथ का लक्ष्य पाइरुविक एसिड के दो अणुओं में ग्लूकोज की दरार है, दो शुद्ध ऊर्जा अणुओं (एटीपी) की प्राप्ति और एनएडी के दो अणुओं की कमी।⁺.

ऑक्सीजन की उपस्थिति में, मार्ग क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के लिए जारी रह सकता है। यदि ऑक्सीजन अनुपस्थित है, तो अणु किण्वन के मार्ग का अनुसरण करेंगे। दूसरे शब्दों में, ग्लाइकोलाइसिस एरोबिक और एनारोबिक श्वसन का एक सामान्य चयापचय मार्ग है.

क्रेब्स चक्र से पहले, पाइरुविक एसिड का ऑक्सीडेटिव डिकार्बोलाइजेशन होना चाहिए। इस कदम की मध्यस्थता एक बहुत ही महत्वपूर्ण एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा की जाती है, जिसे पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज कहा जाता है, जो उपरोक्त प्रतिक्रिया को पूरा करता है.

इस प्रकार, पाइरूवेट एक एसिटाइल रेडिकल बन जाता है जिसे बाद में कोएन्ज़ाइम ए द्वारा पकड़ लिया जाता है, इसे क्रेब्स चक्र में ले जाने के लिए जिम्मेदार है।.

क्रेब्स चक्र

क्रेब्स चक्र, जिसे साइट्रिक एसिड चक्र या ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र के रूप में भी जाना जाता है, में विशिष्ट एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है जो एसिटाइल कोएंजाइम ए में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा को धीरे-धीरे छोड़ना चाहते हैं।.

यह एक मार्ग है जो पाइरूवेट अणु को पूरी तरह से ऑक्सीकरण करता है और माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होता है.

यह चक्र ऑक्सीकरण और कमी प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला पर आधारित है जो इलेक्ट्रॉनों के रूप में संभावित ऊर्जा को उन तत्वों को स्थानांतरित करता है जो उन्हें स्वीकार करते हैं, विशेष रूप से एनएडी अणु।⁺.

क्रेब्स चक्र का सारांश

पाइरुविक एसिड के प्रत्येक अणु को कार्बन डाइऑक्साइड और दो-कार्बन अणु में तोड़ दिया जाता है, जिसे एसिटाइल समूह के रूप में जाना जाता है। कोएंजाइम ए (पिछले अनुभाग में उल्लिखित) के बंधन के साथ एसिटाइल कोएंजाइम ए कॉम्प्लेक्स का निर्माण होता है.

पाइरुविक एसिड के दो कार्बन चक्र में प्रवेश करते हैं, ऑक्सीलोसेटेट के साथ घनीभूत होते हैं और छह-कार्बन साइट्रेट अणु बनाते हैं। इस प्रकार, ऑक्सीडेटिव चरण प्रतिक्रियाएं होती हैं। कार्बन डाइऑक्साइड के 2 मोल, NADH के 3 मोल, FADH के 1 के सैद्धांतिक उत्पादन के साथ ऑक्सालैसेटेट के लिए साइट्रेट लौटाएं₂ और GTP का 1 मोल.

पाइरूवेट के दो अणु ग्लाइकोलिसिस में बनते हैं, एक ग्लूकोज अणु में क्रॉब्स चक्र के दो क्रांतियां शामिल होती हैं.

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला

एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में प्रोटीन का एक क्रम होता है जो ऑक्सीकरण और कमी प्रतिक्रियाओं को पूरा करने की क्षमता रखता है.

कहा जाता है कि प्रोटीन परिसरों द्वारा इलेक्ट्रॉनों का पारित होना ऊर्जा के क्रमिक रिलीज में तब्दील हो जाता है जिसे बाद में एटीपी केमोसोमॉटिक रूप से पीढ़ी में उपयोग किया जाता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि श्रृंखला की अंतिम प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय प्रकार की है.

यूकेरियोटिक जीवों में, जिनमें उपकोशिकीय घटक होते हैं, परिवहन श्रृंखला के तत्वों को माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्ली के लिए लंगर डाला जाता है। प्रोकैरियोट्स में, जिसमें ऐसे डिब्बों की कमी होती है, श्रृंखला के तत्व कोशिका के प्लाज्मा झिल्ली में स्थित होते हैं.

इस श्रृंखला की प्रतिक्रियाएं एटीपी के गठन की ओर ले जाती हैं, परिवहनकर्ताओं द्वारा हाइड्रोजन के विस्थापन द्वारा प्राप्त ऊर्जा के माध्यम से, जब तक यह अंतिम स्वीकर्ता तक नहीं पहुंचता: ऑक्सीजन, एक प्रतिक्रिया जो पानी पैदा करती है.

ट्रांसपोर्टर अणुओं की कक्षाएं

श्रृंखला तीन कन्वेयर वेरिएंट से बना है। पहली श्रेणी फ्लेवप्रोटीन हैं, जो फ्लेविन की उपस्थिति द्वारा विशेषता है। इस प्रकार के कन्वेयर वैकल्पिक रूप से, कमी और ऑक्सीकरण दोनों प्रकार की प्रतिक्रियाएं कर सकते हैं.

दूसरा प्रकार साइटोक्रोमेस द्वारा बनता है। इन प्रोटीनों में एक हीम समूह (जैसे हीमोग्लोबिन) होता है, जिसमें विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं हो सकती हैं.

ट्रांसपोर्टर का अंतिम वर्ग सर्वव्यापी है, जिसे कोएंजाइम क्यू के रूप में भी जाना जाता है। ये अणु प्रकृति में प्रोटीन नहीं हैं।.

एरोबिक श्वसन के साथ जीव

अधिकांश जीवित जीवों में एरोबिक प्रकार का श्वसन होता है। यह यूकेरियोटिक जीवों (उनकी कोशिकाओं में एक सच्चे नाभिक के साथ एक झिल्ली द्वारा सीमांकित) के लिए विशिष्ट है। सभी जानवर, पौधे और कवक सांस लेते हैं.

पशु और कवक हेटरोट्रॉफिक जीव हैं, जिसका अर्थ है कि "ईंधन" जिसका उपयोग श्वसन के चयापचय मार्ग में किया जाएगा, को सक्रिय रूप से आहार में सेवन किया जाना चाहिए। पौधों के विपरीत, जो प्रकाश संश्लेषक मार्ग द्वारा अपना भोजन बनाने की क्षमता रखते हैं.

प्रोकैरियोट्स के कुछ जेनेरा को अपनी सांस लेने के लिए ऑक्सीजन की भी आवश्यकता होती है। विशेष रूप से, सख्त एरोबिक बैक्टीरिया हैं - अर्थात, वे केवल ऑक्सीजन के साथ वातावरण में बढ़ते हैं, जैसे कि स्यूडोमोनास.

बैक्टीरिया के अन्य जेनेरा में साल्मोनेला जैसे पर्यावरणीय स्थितियों के आधार पर एरोबिक से एनारोबिक तक अपने चयापचय को बदलने की क्षमता है। प्रोकैरियोट्स में, एरोबिक या एनारोबिक होना इसके वर्गीकरण के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है.

अवायवीय श्वसन के साथ अंतर

एरोबिक श्वसन के विपरीत प्रक्रिया एनारोबिक मॉड्युलैरिटी है। दोनों के बीच सबसे स्पष्ट अंतर अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में ऑक्सीजन का उपयोग है। अवायवीय श्वसन अन्य अकार्बनिक अणुओं को स्वीकार करने वाले के रूप में नियुक्त करता है.

इसके अलावा, अवायवीय श्वसन में प्रतिक्रियाओं का अंतिम उत्पाद एक अणु है जो अभी भी ऑक्सीकरण जारी रखने की क्षमता रखता है। उदाहरण के लिए, किण्वन के दौरान मांसपेशियों में गठित लैक्टिक एसिड। इसके विपरीत, एरोबिक श्वसन के अंतिम उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं.

ऊर्जा के दृष्टिकोण से भी अंतर हैं। एनारोबिक मार्ग में, एटीपी के केवल दो अणु (ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के अनुसार) उत्पन्न होते हैं, जबकि एरोबिक श्वसन में अंतिम उत्पाद आम तौर पर एटीपी के 38 अणुओं के बारे में होता है - जो एक महत्वपूर्ण अंतर है.

संदर्भ

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